大学土木工程材料试验实验报告

大学土木工程材料试验实验报告实验名称：土木工程材料基本性质试验实验目的：1.通过对土木工程材料基本性质的试验，深入了解材料的各项性能指标，如密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、吸水率、抗渗性、抗冻性等。2.掌握各种材料性质试验的方法和步骤，学会使用相关仪器设备，培养实际操作能力和数据处理能力。3.分析不同材料性质对土木工程结构性能和耐久性的影响，为合理选用材料提供依据。实验材料与仪器设备：1.材料：砂石子水泥砖钢材木材2.仪器设备：电子天平容量瓶李氏瓶烘箱压力试验机抗渗仪冻融试验机游标卡尺螺旋测微器等实验内容与步骤：一、密度试验1.砂的密度试验用四分法缩分砂样，取烘干砂样约300g，放入浅盘中，在105±5℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温。称取烘干砂样50g（m0），放入容量瓶中，注入饮用水至接近500ml刻度处，摇转容量瓶，使砂样充分搅动，排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h。开塞后加水至刻度，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称出瓶、水和砂的总质量（m1）。倒出瓶中的水和砂，洗净容量瓶，再向瓶内注水至500ml刻度处，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称出瓶和水的总质量（m2）。计算砂的密度（ρ）：ρ=m0/(m0+m2m1)×ρw，其中ρw为水在试验温度下的密度。2.石子的密度试验用四分法缩分石子试样，取烘干试样约1000g，按粒径大小分档。称取烘干试样1000g（m0），装入广口瓶中，注入饮用水，水面高出试样约20mm，浸泡24h以上，使试样充分吸水。加水至瓶满，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡，然后静置于水中24h。擦干瓶外水分，称出瓶、水和试样的总质量（m1）。将瓶中的水和试样倒出，洗净瓶，再向瓶内注水至满，称出瓶和水的总质量（m2）。计算石子的密度（ρ）：ρ=m0/(m0+m2m1)×ρw二、表观密度试验1.砂的表观密度试验称取烘干砂样300g（m0），装入容量瓶中，注入饮用水至接近500ml刻度处，摇转容量瓶，使砂样充分搅动，排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h。开塞后加水至刻度，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称出瓶、水和砂的总质量（m1）。倒出瓶中的水和砂，洗净容量瓶，再向瓶内注水至500ml刻度处，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称出瓶和水的总质量（m2）。计算砂的表观密度（ρ0）：ρ0=m0/(m0+m2m1)×ρw2.石子的表观密度试验称取烘干试样300g（m0），装入广口瓶中，注入饮用水，水面高出试样约20mm，浸泡24h以上，使试样充分吸水。加水至瓶满，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡，然后静置于水中24h。擦干瓶外水分，称出瓶、水和试样的总质量（m1）。将瓶中的水和试样倒出，洗净瓶，再向瓶内注水至满，称出瓶和水的总质量（m2）。计算石子的表观密度（ρ0）：ρ0=m0/(m0+m2m1)×ρw三、堆积密度试验1.砂的堆积密度试验取试样一份，用小铲将试样从容量筒中心上方50mm处徐徐倒入容量筒中，直至试样装满并超出筒口。用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称出试样和容量筒的总质量（m1）。容量筒容积为1L，计算砂的堆积密度（ρ0'）：ρ0'=(m1m0)/V，其中m0为容量筒质量，V为容量筒容积。2.石子的堆积密度试验取试样一份，将试样分三层装入容量筒，每层高度约为容量筒高度的三分之一。每层装完后用直径16mm的圆钢棒在每层表面均匀插捣25次。装满后刮平，称出试样和容量筒的总质量（m1）。容量筒容积为10L，计算石子的堆积密度（ρ0'）：ρ0'=(m1m0)/V，其中m0为容量筒质量，V为容量筒容积。四、孔隙率试验根据密度（ρ）和表观密度（ρ0）计算孔隙率（P）：P=(1ρ0/ρ)×100%五、吸水率试验1.质量法称取烘干试样约50g（m0），放入水中浸泡24h，使试样充分吸水。取出试样，用湿布擦去表面水分，称出饱和面干试样的质量（m1）。将试样置于105±5℃烘箱中烘干至恒重，称出烘干试样的质量（m0）。计算吸水率（W）：W=(m1m0)/m0×100%2.量积法测量试样的尺寸，计算试样的体积（V）。将试样放入水中浸泡24h，使试样充分吸水。取出试样，用湿布擦去表面水分，称出饱和面干试样的质量（m1）。计算吸水率（W）：W=(m1m0)/ρwV×100%，其中ρw为水的密度，m0为烘干试样的质量。六、抗渗性试验1.砖的抗渗性试验将砖样在105±5℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温。将砖样侧面用石蜡密封，在压力试验机上施加规定的压力，保持一定时间。检查砖样表面是否有渗水现象，记录压力值和渗水情况。计算抗渗等级：抗渗等级=P/0.1，其中P为开始出现渗水时的水压力值。2.混凝土的抗渗性试验制作混凝土标准试件，养护至规定龄期。将试件安装在抗渗仪上，密封好试件周边。按照规定的试验方法施加水压，记录不同压力下的渗水时间和渗水情况。计算抗渗等级：抗渗等级=P/0.1，其中P为开始出现渗水时的水压力值。七、抗冻性试验1.砖的抗冻性试验将砖样在105±5℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，称出砖样的质量（m0）。将砖样浸泡在水中24h，使其充分吸水。将砖样放入冻融试验机中，按照规定的冻融循环次数进行试验。试验结束后，取出砖样，擦干表面水分，称出质量（m1）。检查砖样外观是否有剥落、掉角等损坏情况。计算质量损失率：质量损失率=(m0m1)/m0×100%，并评定抗冻等级。2.混凝土的抗冻性试验制作混凝土标准试件，养护至规定龄期，在105±5℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温，称出试件的质量（m0）。将试件浸泡在水中4天，使其充分吸水。将试件放入冻融试验机中，按照规定的冻融循环次数进行试验。试验结束后，取出试件，擦干表面水分，称出质量（m1）。检查试件外观是否有剥落、掉角、裂缝等损坏情况。计算质量损失率：质量损失率=(m0m1)/m0×100%，并测定抗压强度损失率，评定抗冻等级。实验数据记录与处理：|材料名称|密度（g/cm³）|表观密度（g/cm³）|堆积密度（g/cm³）|孔隙率（%）|吸水率（%）|抗渗等级|抗冻等级|||||||||||砂|......|......|......|......|......|......|......||石子|......|......|......|......|......|......|......||水泥|......|......|......|......|......|......|......||砖|......|......|......|......|......|......|......||钢材|......|......|......|......|......|......|......||木材|......|......|......|......|......|......|......|实验结果与分析：1.分析各种材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率和吸水率之间的关系，以及这些性质对材料使用性能的影响。2.比较不同材料的抗渗性和抗冻性，探讨影响材料抗渗性和抗冻性的因素。3.根据实验结果，对不同材料在土木工程中的适用性进行评价，提出合理选用材料的建议。实验结论：1.通过本次实验，掌握了土木工程材料基本性质的试验方法和步骤，测定了各种材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、吸水率、抗渗性和抗冻性等性能指标。2.分析了不同材料性质之间的关系以及对材料使用性能的影响，得出了一些关于材料适用性的结论。3.在实验过程中，培养了实际操作能力和数据处理能力，提高了对土木工程材料性能的认识和理解。注意事项：1.试验前应仔细检查仪器设备是否正常，确保试验数据的准确性。2.操作过程中应严格遵守操作